城市轨道交通运输设备第3版课后参考答案 吴晓

PAGE《城市轨道交通运输设备》（第3版）序篇走近城市轨道交通【思考与练习】1．简述城市轨道交通的发展历程。答：世界城市轨道交通建设发展已有150多年的历史。中国城市轨道交通也已经历50年的发展历程，目前正进入快速建设的发展时期。英国于1863年1月10日在伦敦建成世界上第一条地下铁道，标志着城市轨道交通在世界上诞生。1863年-1924年，欧洲和美洲城市修建了地铁发展比较迅速。1925-1949年，由于第二次世界大战的影响，城市轨道建设速度放慢。1950-1974年，二次世界大战后，伴随发达国家经济发展，地铁发展迅速。欧洲、亚洲、美洲有30余座城市地铁相继通车。1975-2000年，又有30余座城市地铁相继通车，其中亚洲有20余座城市开通了地铁。我国第一条地铁是1969年建成的北京地铁，香港第一条地铁于1975年建成。中国城市轨道交通经过40多的发展，已进入快速有序的发展阶段。我国城市轨道交通在建城市40个，到2020年中国城市轨道交通规模有望突破5000公里。回顾城市交通的发展历程，城市轨道交通的发展历程是个螺旋式的上升过程。2．简述城市轨道交通的基本类型。答：城市轨道交通有城市轨道交通种类繁多，主要有城市地下铁路、轻轨交通、有轨电车、单轨交通、市郊铁路、机场联络铁路、磁悬浮列车、全自动旅客捷运系统（新交通系统）等多种类型。3．试分析城市轨道交通运输方式在城市公共交通的作用。答：城镇化进程的加快，城市交通需求持续增长，城市轨道交通正成为现代城市发展、能满足居民出行需求的公共交通方式。城市轨道交通具有大运量、高速度、低耗能和安全、正点、舒适等特点，是一种缓解城市道路拥挤、减少交通事故、降低能耗与污染、促进城市环境和谐发展的公共交通，符合城市可持续发展的原则。4．联系当前实际，谈谈你对城市轨道交通运输设备发展趋势的认识。答：城市交通发展基于城市可持续发展基础上，城市轨道交通运输设备发展应顺应节能环保绿色交通理念，立足节省建设期的资源、采用新型环保产品、降低运营期的能源消耗和全面推进设备国产化。（可以根据实际展开）。项目一城市轨道交通线路与站场设备【思考与练习】1．什么是线路的平面？由哪几部分组成？答：轨道交通线路中心线在水平面上的投影称为线路平面。它表明线路的直、曲变化状态。它由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。2．什么是坡道的坡段长度和坡度？答：两个坡段的连接点，即坡度变化点，称为变坡点；坡段长度是指一个坡段两端变坡点之间的水平距离。坡度是一段坡道两端点的高差H与水平距离L之比，用i‰表示。3．何谓竖曲线？其设置应避开哪些地方？答：在线路纵断面上，在各坡段的变坡点处把折线断面平顺地连接起来的曲线称为竖曲线。其设置应避开以下地方：碎石道床线路竖曲线不得与平面缓和曲线重叠；不设平面缓和曲线时，竖曲线不得与超高顺坡重叠。4．城市轨道交通线路敷设方式有哪几种？答：城市轨道交通线路敷设方式有地下、地面和高架三种方式。5．城市轨道线路由哪几部件组成？各部分分别有什么作用？答：城市轨道线路由下部基础及上部建筑组成。其中下部基础有整体道床结构和传统铁路下部基础两种方式，传统铁路线路下部基础由路基、道床等组成；上部建筑由钢轨、轨枕和联结零件（包括接头联结零件和中间联结零件）组成。下部基础是铺设轨道的基础，承受轨道传来的压力。钢轨用来引导城市轨道交通车辆的行驶，并将所承受荷载传到轨枕、道床及路基上去，也为车轮滚动提供最小阻力的接触面；轨枕是支承钢轨，保持轨距和方向，并将钢轨对它的各向压力传递到道床上；接头联结零件起着把钢轨连接起来，使钢轨接头部分具有和钢轨一样的整体性，以抵抗弯曲和移位，并满足热胀冷缩的要求；中间联结零件其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵、横向移动。6．城市轨道交通限界有哪几种？答：根据城市轨道交通系统的构成和设备运营要求，限界分为车辆限界、设备限界和建筑限界。7．城市轨道线路隧道施工方法有哪几种？各适用于什么地段？答：城市轨道线路隧道施工方法有：明挖法隧道和暗挖法隧道。其中暗挖法隧道包括：（1）盾构法隧道、（2）矿山法隧道、（3）新奥法。明挖法修筑隧道适合地面空间足够大的城市；暗挖法隧道则适合地面空间小，要求对交通干扰小的城市。盾构具有进度快、作业安全、衬砌质量可靠、防水性好、地表沉降小、不影响城市交通等优点。矿山法工艺简单、灵活、在变截面地段尤为适宜，施工时对道路交通交通无干扰。8．城市轨道线路高架结构一般有哪几种结构形式？答：城市轨道线路高架结构一般有2种形式：高架桥梁部结构和高架桥墩台形式，其中高架桥梁部结构包括（1）高架槽形梁结构、（2）高架脊梁式结构、（3）超低高度板式结构、（4）箱梁结构、（5）T型梁结构。高架桥的墩台的形式主要有：（1）倒梯形桥墩、（2）“T”形桥墩、（3）单柱式桥墩、（4）双柱式桥墩、（5）“Y”形桥墩。9．高架桥的墩台有哪几种形式？答：高架桥的墩台的形式主要有：（1）倒梯形桥墩、（2）“T”形桥墩、（3）单柱式桥墩、（4）双柱式桥墩、（5）“Y”形桥墩。10．何谓车辆基地？车辆基地的基本功能是什么？答：轨道车辆基地，是车辆段与综合基地的简称，主要包括车辆段、综合维修中心、物资总库和培训中心四大基本部分，并辅以必要的办公、生活设施。车辆基地的基本功能有：车辆停放及日常保养功能，车辆检修功能，列车救援功能，系统设备／设施的维护、保养和检修功能，技术培训功能，材料物资供应功能。11．车辆段的作用是什么？通常由哪几部分组成？答：车辆段工作任务主要有：承担全线配属车辆的停放、运用、清扫、洗刷和列车技术检查工作；承担全线配属车辆的双周检、三月检工作；承担全线配属车辆不落轮镟修工作；承担全线配属车辆的定修、临修工作；承担本线和其他线路配属车辆的架修和大修工作；承担新车或检修后列车的静调、动调工作；负责全线的事故列车救援工作；负责车辆段内设备和机具的维修及调车机车的日常维修工作；负责本段的行政、技术管理、材料供应和后勤管理等工作。车辆段由停车库、检修库、运用管理部门和管理与服务部门组成。12．综合维修基地主要工艺设备有哪些？答：综合维修基地主要工艺设备有：接触网作业车（检修车、架线车、放线车）、接触网检测车、钢轨打磨车、钢轨检测车、轨道平板（吊）车、钢轨机械、道床机械、工务仪器及探伤设备等。13．按运营特点城市轨道交通车站分为哪几类？答：按运营特点城市轨道交通车站分为：中间站（即一般站）、区域站（即折返站）、换乘站、枢纽站、联运站和终点站。14．试画出岛式站台与侧式站台示意图并比较其特点。答：岛式站台与侧式站台特点是：岛式车站是常用的一种车站形式，具有站台面积利用率高、能调剂客流、乘客中途改变乘车方向方便、车站管理集中、站台空间宽阔等优点，因此，一般用于客流量较大的车站。而侧式车站站台上、下行乘客可避免相互干扰、正线和站线间不设喇叭口，造价低，改建容易，但是，站台面积利用率低，不可调剂客流，中途盖面方向须经过地道或天桥，车站管理分散，站台空间不及岛式宽阔。因此，侧式站台多用于两个方向客流较均匀（或流量不大）的车站及高架车站。15．城市轨道交通车站线路分为哪几类？答：城市轨道线路按其在运营中的作用，应分为正线、辅助线和车场线。正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及站线。辅助线包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线、试车线等。16．车站平面布置的基本原则是什么？答：车站平面布置的基本原则为：（1）站厅层布置应区分明确，依据出入口的位置和数量、楼梯与扶梯的位置和数量、售检票系统的位置和数量以及换乘要求对客流进行合理的组织，避免和减少进出站客流的交叉，合理布置管理、设备用房，满足各系统的工艺要求。（2）站台层布置需以车站上下行远期高峰小时设计客流量来计算站台宽度，根据线路走向及换乘要求确定站台形式，根据车站需要布置设备和管理用房区。（3）车站出入口应设置于道路两边红线以外或城市广场周边，需具有标志性或可识别性，以利于吸引客流、方便乘客。有条件的出入口考虑地面人行过街的功能。（4）车站主要服务设施应包括自动扶梯、电梯、售票机、检票机、空调通风设施等。17．车站主体部分由哪几部分组成？各部分的功能分别有哪些？答：车站主体部分的功能空间由下列使用部分组成：乘客使用空间、运营管理用房、设备用房与辅助用房。各部分的功能是：（1）乘客使用空间：是直接为乘客服务的场所，分为付费区和非付费区。非付费区是乘客够片并正式进入车站前的活动区域，一般应有较宽敞的空间，根据需要可在这里设售检票设施、问讯、银行、公用电话、小卖部等设施。付费区包括站台、楼梯、自动扶梯、导向标志等；（2）运营管理用房：是为保证车站具有正常运营条件和营业秩序而设置的办公用房；（3）设备用房：是为保证列车正常运行、保证车站内具有良好环境条件及在事故灾害情况下能够及时排除灾情的不可缺少的设备用房；（4）辅助用房：辅助用房是为保证车站内部工作人员正常工作生活所设置的用房。18．车站跨线设备及垂直交通的设计要求是什么？答：跨线设备的设计原则是：（1）对地面站来说，除了客流量小，一般均需设跨线设施。地面站的跨线设施可以是天桥或地道两种方案。天桥方案较经济，施工方便，对交通干扰少，应优先采用。（2）地下站跨线设施，可以在地下站内解决。（3）高架站的跨线设施应该尽量利用高架桥面以下的结构空间解决跨线问题，也可以在解决高架站的垂直交通时，同时解决跨线问题。但要注意避开道路的交会路以满足道路上空的限高要求。垂直交通的设计原则是：垂直交通的设计要求位置适宜、路线便捷、合理通畅的宽度。高架站的垂直交通布置，通常有两种方式：一种为街道两侧布置垂直交通，经天桥进入高架车站，即天桥进出方式。另一种是利用桥下空间，由有楼梯通向休息平台，再通向两侧高架站台或通向岛式站台，即为桥下进出方式。项目二城市轨道交通车辆与牵引设备【思考与练习】1．城市轨道交通车辆的车体分哪几类？铝合金车体具有什么优点?答：按照材料来分类：钢制车体、不锈钢车体、铝合金车体。铝合金车体的优点：（1）能大幅度降低车辆自重，在车辆长度相同的条件下，与碳素钢车体相比，铝合金车体的自重降低大约30％～35％，强度重量比约为碳素钢车体的2倍；（2）具有较小的密度及杨氏模量，所以铝合金对冲击载荷有较高能量吸收能力，可降低振动，减少噪声；（3）可运用大型中空挤压型材进行气密性设计，提高车辆密封性能，提高乘坐舒适性；（4）采用大型中空挤压型材制造的板块式结构，可减少连接件的数量和重量；（5）减少维修费用，延长使用寿命。2．城市轨道交通车辆的车门应具有哪些特点？是如何分类的？答：特点：（1）要有足够的有效宽度（一般为1300～1400mm）；（2）车门要均匀分布，以方便乘客的上、下车。（3）要有足够数量的车门(一般4～5对/辆)；（4）车门附近要有足够的空间和面积，方便上、下车乘客的周转；（5）要确保乘客的安全。分类：（1）按驱动方式的不同进行区分：电控风动门，电传动门；（2）按其开启方式的不同进行区分：内藏钳入式对开侧移门，外侧移门，塞拉门，外摆式车门；（3）按其用途的不同进行区分：紧急疏散门，司机室车门，客室车门。3．反映城市轨道交通车辆的主要技术参数有哪些？举例说明某一城市地铁或轻轨车辆的主要技术特性。答：主要技术参数有：自重、载重、最高运行速度、轴重、通过最小曲线半径、轴配置或轴列式等。例如：天津滨海轻轨的主要技术参数（1）速度最高运行速度100km/h；构造速度110km/h（2）车辆的平稳性指标W≤2.5经过150000km运行后，平稳性指标应在2.5~2.75（3）列车在平直线路上紧急制动距离对AW0～AW2载荷条件制动距离≤350m（制动初速度为100km/h）；对AW3载荷条件制动距离≤370m（制动初速度为100km/h）；（4）列车牵引功率2×4×200KW=1600KW（5）轴重≤14t4．缓冲装置的种类有哪些？其结构及作用如何？答：（1）层叠式橡胶缓冲器：当车辆受到压缩载荷时，缓冲器体和牵引杆受压，此时力的传递方向为：牵引杆压缩后从板→橡胶金属片→前从板和缓冲器的前端。橡胶金属片受到压缩，起到缓冲作用。在牵引载荷工况下，缓冲体和牵引杆受拉，此时力的传递方向为：牵引杆上的滑套压缩前从板→橡胶金属片→后从板和缓冲体后盖，同样起到缓冲作用。（2）环弹簧缓冲器：当车钩受冲击时，牵引杆推动弹簧前从板向后挤压环弹簧；当车钩受牵拉时，拧紧在牵引杆后端的预紧螺母带动弹簧后从板向前挤压环弹簧。（3）环形橡胶缓冲器：该缓冲器主要由牵引杆、缓冲器体、环形橡胶弹簧等几部分组成。属于免维护的橡胶缓冲装置，缓冲器安装在车钩安装座上，可以吸收拉伸和压缩能量。半自动车钩和牵引杆均用相同的方法安装固定。（4）弹性胶泥缓冲器：车钩受拉时，纵向力传递顺序为：牵引杆→内半筒→弹性胶泥芯子→弹簧盒→车体；车钩受压时，纵向力传递顺序为：牵引杆→弹性胶泥芯子→内半筒→弹簧盒→车体。由此可见，无论车钩受拉或是受压，缓冲器始终受压。5．简述车钩缓冲装置的作用。答：车钩缓冲装置是用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。6．构架的如何分类？其结构如何？答：构架的分类：开口式、封闭式，或H形、日字形、目字形等。构架的结构：构架主要由左、右侧梁，一根或几根横梁及前后端梁组焊而成。没有端梁的构架，称开口式构架；有端梁的构架，称封闭式构架。7．简述轴箱定位装置的作用。答：约束轮对与轴箱之间相对运动的机构称为轴箱定位装置，它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运动具有决定性作用。轴箱定位装置在纵向和横向具有适当的弹性定位刚度值，从而可避免车辆在运行速度范围内蛇行运动失稳，保证在曲线运行时具有良好的导向性能，减轻轮缘与钢轨的磨耗和噪声，确保运行安全和平稳性。8．简述城轨车辆转向架的组成及作用。答：转向架的组成：车体支撑装置、构架、弹簧减振装置、轮对轴箱装置、牵引传动装置、基础制动装置。转向架的主要作用是：（1）引导车辆沿轨道行驶、支承车体、传递车体与轨道之间的各种载荷并缓和其动力作用；（2）转向架可以相对于车体转动，以便车辆通过曲线；（3）在转向架上设有缓冲减振装置、制动装置和驱动装置，以满足车辆的运行要求及改善车辆的运行品质。9．简述车辆悬挂装置采用空气弹簧的主要优点。答：（1）空气弹簧能够大幅度提高车辆悬挂系统静挠度以降低车体的振动频率；（2）与钢弹簧相比，空气弹簧具有非线性特性，可以根据车辆振动性能的需要，设计成具有比较理想的弹性特性曲线；（3）空气弹簧的刚度随载荷而改变，从而保持空、重车时车体的振动频率几乎相等，使空车和重车状态的运行平稳性一致；（4）空气弹簧用高度控制阀控制时，可使车体在不同静载荷下，保持车辆地板面距钢轨面的高度基本不变，这一性能应用在地铁和轻轨上则可保持车辆的地板面与站台面的高度相协调；（5）同一空气弹簧可以同时承受三维方向的载荷。利用空气弹簧的横向弹性特性，可以代替传统的转向架摇动台装置，从而简化结构，减轻自重；（6）在空气弹簧本体和附加空气室之间装设有适宜的节流孔，可以代替垂直安装的液压减振器；（7）空气弹簧具有良好的吸收高频振动和隔音性能。10．制动方式有哪些种类？各有什么特点？答：制动方式可按制动时列车动能转移方式可以分为摩擦制动和动力制动；制动力获取方式可分为粘着制动与非粘着制动；制动源动力的不同进行分类主要有压缩空气的压力和电磁力。11．刚性车钩与非刚性车钩相比各有哪些优点？答：（1）减小了两个车钩连接表面之间的间隙，从而也降低了列车中的纵向力，提高了列车运行的平稳性；（2）由于车钩零件的位移减小了，并且在这些零件上作用的力也减小了，因此改善了自动车钩内部零件的工作条件；（3）减小了车钩连接表面的磨耗；（4）减小了由于两连挂车钩相互冲击而产生的噪音，这对于城市轨道车辆和客车尤为重要；（5）避免意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车辆上的危险。12．城市轨道交通牵引供电制式有哪几种？各有什么特点？答：国内城市轨道交通采用的供电方式主要有集中式供电、分散式供电和混合式供电三种。(1)集中式供电：集中式供电指在轨道沿线，根据用电容量和轨道线路的长短，为轨道交通建设专用的主变电所或区域变电所，这种由主变电所构成的供电方式称为集中式供电。集中式供电发电厂或城市电网区域变电所，以110KV高压向主变电所供电，经降压并在沿线结合牵引变电所、降压变电所形成中压环网。每个主变电所由城市电网提供两路电源，再由主变电所集中对地铁牵引、动力系统负荷供电。主变电所一般为110KV电压等级，在由变压器变压成为城市轨道交通系统内部所需的电压（35KV或10KV）。(2)分散式供电：分散式供电是指不设主变电所，直接由城市电网区域变电所的中压输压电线直接向沿线设置的牵引变电所、降压变电所供电并形成环网。根据城市轨道交通供电系统需要，在城市轨道交通沿线直接由城市电网引入多路电源，电源电压等级一般为10KV，供给各牵引或降压变电所，这种方式应保证每座牵引变电所和降压变电所能获得双路电源。(3)混合式供电：混合式供电即为前两种供电方式的结合，根据城市电网情况，以集中供电方式为主，个别地段引入城市电网电源采用分散式供电作为集中式供电的补充，使得供电系统更加完善可靠。集中式供电在供电可靠性、供电质量、运营管理、施工难易程度及其对城市电网的影响等方面都有很大的优势。13．牵引电动机有哪些种类？举一例说出其结构和特点。答：牵引电动机分旋转电动机和直线电动机两大类。旋转电动机有直流电动机和交流电动机。线性电机即直线牵引电动机，是异步感应电动机的简称。例如，城市轨道交通直线电机。直线电机的构成：直线电机可以视为一台旋转电机沿半径方向切开而展平的感应电机，即将旋转感应电机静止的定子(铁芯和绕组)安装在车辆的转向架上，将旋转的转子(感应板)和轨道中间的感应轨上，当直线电机的定子绕组通过交流电流时，两部分产生的磁场相互作用，直接推动车辆前进；反之产生斥力，可使车辆制动。改变交流电的电压及频率，就可控制磁场的变化，从而完成列车的起动和制动。直线电机的特点：直线电机车辆以直线电机作为牵引电机，直线电机是以直线运动代替旋转运动进行牵引与制动的。14．柔性接触网有哪些部分组成？说出各部分的作用。答：架空式接触网是架设在走行轨道上部的接触网，由电动车辆顶部伸出的受电弓与其接触取得电能。柔性接触网分简单悬挂和链形悬挂：简单悬挂方式结构简单，支柱高度低，支持装置承受的负荷较轻，但是弛度大、弹性不均匀。因此一般在悬挂点处增加一个倒Y形的弹性吊索，称为弹性简单悬挂,相应改善了悬挂点处的弹性和运行状况。链形悬挂承力索悬挂于支柱的支持装置上接触线通过吊弦悬挂在承力索上，使接触线增加了悬挂点，调节吊弦可以使整个跨距内接触线对轨面保持一致高度。15．城市轨道交通车辆受流设备有哪些种类？各有什么特点？答：城市轨道交通车辆受流器有受电弓、旁弓和第三轨受电器等形式。直流1500V供电采用架空线接触网式，车辆采用受电弓受流，由于1500V供电方式的电流小而线路降压低，接触网方式可以实现长距离供电，受线路变化影响较小，能适应列车高速行驶的需要，较多的城市轨道交通线路采用接触网与受电弓受流方式。直流750V供电方式一般采用第三轨受电，车辆的转向架上装有集电靴，其接触方式分为上部受流和下部受流。上部受流即车载受流器的滑块，与第三供电轨上部接触滑行，下部受流即车载受流器的滑块，与第三供电轨下部接触滑行。16．简述城市轨道交通牵引供电系统组成和各部分的作用。答：城市轨道交通供电系统由外部电源、主变电所或电源开闭所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统等几个部分构成。各个部分的作用：发电厂（站）：城市电网发出电能的中心；升压变压器：发电厂的发电机发出的电能，要先经过升压变压器升高电压；电力网：将高压电流通过三相传输线输送到主变电所或区域变电所；主变电所：将来自城市电网（发电厂）的高压交流电能经过降压转变为轨道交通系统中压交流电；直流牵引变电所：将中压交流电整流为城市轨道交通系统规定的直流电能；馈电线：馈电线是连接牵引变电所和接触往的导线，将牵引变电所的直流电送到接触网上；接触网：接触网是沿车辆走行轨架设的特殊供电线路，轨道车辆通过其受流器与接触网的直接接触获得电能；走行轨道：是电动列车的走行轨，走行轨道构成牵引供电回路的一部分，又是行车信号电路的一部分；回流线：将轨道回流回送到牵引变电所。17．简述受电弓的组成及工作原理。答：受电弓从结构上可分为单臂型和双臂型；在驱动上可分为气动型及电动型。两种受电弓均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。其工作原理：升弓原理，压缩空气经过缓冲阀均匀进入传动汽缸后，汽缸活塞克服汽缸内复位弹簧压力向左移动，通过下部导向杆将下部撑杆以顺时针方向向上起动，然后下部撑杆在升弓弹簧的作用下，作顺时针转动。由上部导向杆的作用，上部撑杆升起，受电弓升起后，集电头与接触网导线接触，接触网上的电流通过集电头、上部撑杆、下部撑杆被引到底部框架，然后通过安装在底部框架上的列车电源电缆引入车辆内。在受电状态下，电流流经整个受电弓框架，为了防止电流流入轴承，在受电弓所有的铰链处都装有电桥连线，避免轴承遭受损坏。降弓原理，压缩空气从传动汽缸经缓冲阀排除，汽缸内复位弹簧压力释放将活塞推向右方，带动下部导向杆向右移动，强制下部撑杆作逆时针转动而迫使上部撑杆落下。18．举例说明第三轨—集电靴馈受电模式及特点。地面接触轨制式又称为第三轨-集电靴模式。接触轨是沿着走行轨道一侧平行铺设的附加第三轨。第三轨一般是具有高导电率的特殊软钢制成的钢轨，安装在车辆走行轨道外侧处，高出轨面4040mm处，由导电接触轨、绝缘子、绝缘支架、防护罩、隔离开关和电缆组成。城市轨道交通车辆侧面或是底部伸出的受电器（集电靴）与第三轨接触获得电能。采用第三轨一集电靴模式受电的车辆需装置4架集电靴，工作电压一般为直流750V。根据集电靴和第三轨配合的方式，可分为为上接触式、侧面接触式和下接触式。例如，上接触式第三轨：三轨安装在绝缘子组件上，由接触轨、绝缘子、三轨夹板、防护支架、防护板、端部三轨弯头、防爬器等构件组成。受流器滑靴从上压向接触轨轨头顶面受流。受流器的接触力是由下作用弹簧的压力调节的，受流平稳，由于端部弯头的过渡作用，能够减少在断电区的电流冲击。上接触式三轨施工作业简便，可以在轨头上部通过支架安装不同类型的防护板。北京地铁、纽约地铁都是采用上接触式第三轨。19．简述城市轨道交通电力监控系统的构成和作用。电力监控系统(简称SCADA)由调度控制中心、变电所综合自动化系统、供电复示系统三部分构成。通过控制中心与被控站之间的通信系统专用网络通信通道，调度控制中心与各变电所自动化系统之间实行实时监控。SCADA系统可连续采集和处理轨道交通供电系统有关的重要测量信息及设备状态信号，提供全面的电力系统的运行状态和监控操作手段，以保证实现系统安全运行。复示系统功能监视全线变电所设备、接触网设备的运行情况。变电所综合自动化可以实现变电所各种设备监控功能。20．简述城市轨道交通动力照明系统的构成，并画出示意图。答：动力照明供电系统由降压变电所和动力照明配电线路组成。城市轨道交通动力照明系统示意图：项目三城市轨道交通信号与通信设备【思考与练习】1．简述城市轨道交通信号机的作用和信号机的分布。答：城市轨道交通信号机的作用是指使列车在正线运行，进站、出站、折返、进入存车线，出/入车厂、在区间运行；列车进入车厂（车辆段）、驶出车厂、进入正线，调车转线、进/出车库、进/出试车线作业的标识。城市轨道交通信号机的分布主要有运营正线信号机、车厂信号机等。2.简述轨道交通道岔线路的基本结构和作用。答：轨道交通道岔线路是连接轨道线路的去向，基本结构包括：基本轨、尖轨、过渡（引导）轨、岔心、护轮轨等五个部分。3.简述电动转辙机的基本结构和作用。答：电动转辙机的作用是拖动道岔尖轨运动，转换线路开向，锁闭尖轨位置、给出道岔位置表示等。基本结构包括：机箱、电动机、减速器、主轴、旋转（锁闭）齿轮、齿条块、动作杆、自动开闭器、移位接触器、表示杆、接线端子、接插器件等组成。4.简述轨道交通正线轨道电路类型。答：轨道交通运营正线一般采用ATC自动控制模式，其轨道电路除了验证轨道区段空闲、占用状态，还要传送列车运行信息，所以轨道交通正线轨道电路采用数字轨道电路，发送端控制单元对列车当前位置、运行速度等进行编码，通过辅助单元进行功率放大，经由耦合单元送至环线、棒线送到轨面，通过钢轨传送到接收端，同样经棒线、环线、耦合单元接收到辅助单元衰耗限幅，再由控制单元解码后，动作轨道电路负载，形成后续列车的控制指令。5．什么是电气集中联锁？并简述电气集中联锁的设备组成。答：电气集中联锁是以电气控制的（通常以安全继电器为主要控制器件）方式对车站范围的信号机、轨道电路设备、电动转辙设备等实行集中控制，实现进路、道岔、信号显示的联锁关系的设备。电气集中联锁的设备组成分为室内设备和室外设备，室内设备包括：控制台、区段人工解锁按钮盘、电源屏、继电器组合与组合架、分线盘、轨道电路测试盘、电缆绝缘测试仪等；室外设备包括：信号机、轨道电路设备、电动转辙设备、各类箱盒、地下电缆等。6．什么是计算机联锁？并简述计算机联锁设备的特点。答：以计算机为主要控制器件，通过计算机的硬件、软件控制车站范围的信号机、轨道电路设备、电动转辙设备等实行集中控制，实现进路、道岔、信号显示的联锁关系的设备。计算机联锁设备的特点是运行速度快、体积小、减少空间，增加冗余设备后，可靠性高，易于功能扩展和系统更新，信息量大为丰富，适应网络传输，方便调度指挥，易于系统自身化管理，利用自诊断，自检测功能及远距离联网，实现远程诊断，随着大规模集成电路的发展，计算机联锁系统的投资将越来越低。7．简述计算机联锁设备中监控机、联锁机、执表机的作用。答；监控机作用：监督控制命令和显示信息的合法性，信息格式转换、传输等；联锁机的作用：根据控制命令要求，对当前联锁条件进行组合，验算联锁关系，输出正确驱动命令；执表机的作用：接受联锁关系指令，行成驱动命令，驱动动作单元；表示信息的采集、处理，上传等。8．分别解释计算机联锁中如何排列进路、取消进路和人工解锁进路。答：排列进路：先、后单击进路的始端按钮、终端按钮，即可排列基本进路，如果需要办理变更进路，则先按压进路始端按钮、再按压变通按钮或是能够充当变通按钮的调车进路按钮，最后按压进路终端按钮。取消进路：进路已建立，接近区段未占用，需要取消进路时，将鼠标移动至进路始端信号机处，点压右键，弹出的菜单，选择‘总取消’命令即可。人工解锁：进路已建立，接近区段有车占用，需要取消进路，将鼠标移动至进路始端信号处，点压右键，在菜单中选择‘总人解’命令，弹出口令确认窗口，用左键点击数字按钮，输入口令，再按压‘确认’按钮，如口令正确，总人解命令执行。当信号关闭后，根据进路性质延时解锁。接车进路及正线发车进路延时时间为3分钟，其它进路延时时间为30秒。9．什么是城市轨道交通的列车自动控制系统？答：列车按地面传送的速度（或距离）信息，自动地控制列车运行的信号设备，后续列车根据与先行列车之间的距离和进路条件，在车内连续地显示出容许的速度信息，或按设定的运行条件，达到该容许速度的距离信息，根据上述信息列车自动地控制运行速度，并进行超速防护，以确保列车高效、安全地运行，装备列车自动控制系统的列车，按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及列车在车站的程序定位停车控制。10．简述轨道交通中列车自动防护系统（ATP）的功能。答：（1）安全停车点防护：车载ATP系统接收地面ATP的限制速度，通过计算得出紧急制动速度曲线，确保列车不能越过安全停车点。（2）速度监督与防护：根据轨道交通线路状况、列车运行的最大允许曲段速度和列车临时限制区域速度，车载ATP计算列车控制运行速度，一旦超速立即报警并采取常用制动或紧急制动措施。（3）列车间隔控制：根据前行列车的位置、与后续列车的目距离、目标速度及线路参数计算（确定）后续列车的运行速度等，保证最小安全间隔，又能提高运营效率。（4）测距与测速：ATP通过轮轴上的速度传感器测量列车当前速度，进行给出行驶距离，以便与限制速度比较，采用自动运行措施。（5）车门控制：ATP检测到所有安全开门条件后，给出开门信号，实现安全开门。ATP还能实现紧急停车、给出发车命令、列车倒退控制等。11．如何实现轨道交通列车自动驾驶？如何传送轨道交通的列车自动监控信息？答：ATO为非安全系统，以提高列车的运行水平和质量，ATO子系统一方面接收来自ATP子系统的速度命令、列车实际速度和列车走行距离，另一方面接收来自ATS子系统的运行等级信息，即ATO子系统在ATP的保护下，根据ATS的指令实现列车的自动驾驶，完成列车起动、牵引、巡航、惰行与制动任务。轨道交通通过应答器实现地面-车载设备传送信息的，分为固定应答器和可变应答器，固定应答器安装在轨道交通需要限速坡段处，其内储存有线路状态和限速信息，列车经过时车载应答器以一定的频率激活地面应答器，地面应答器随即以频移键控方式（FSK）通过电磁感应向车载传送应答器中存储的数据限速信息，通过车载计算机计算出最高限制运行速度；可变式应答器（轨旁电子单元），通常与信号机以电子接口的形式储存有关于信号机不同显示状态的限制速度信息，列车经过轨旁电子单元时，直接由轨旁电子单元向车载设备传输编码的限制速度信息，作为列车入口的速度限制信息。12．如何实现轨道交通系统中的列车自动监控？答：轨道交通运营正线采用ATC自动列车控制的行车组织方式，ATC控制系统以计算机控制技术和网络传输技术实现行车命令的传递、列车综合信息、设备状态信息的监督，调度员在控制中心（OCC）通过调度员工作站输入行车计划，行车计划以时刻表的形式输入至（OCC）计算机储存，并通过光纤网络将行车命令传输至车站ATS计算机，待列车到达后辖区区段，验证列车车次号、目的地代码等驱运联锁设备排列进路、开放信号，通过轨旁设备向车载ATP设备传递信号指令，经车载ATP的校验后送往车载ATO装置实现列车自动驾驶。13．简述城市轨道交通系统中通信设备的组成。答：城市轨道交通系统主要包括以下通信设备：通信传输线路、数字程控交换机、闭路电视设备、广播设备、无线传输设备、时钟控制设备、通信电源及安全接地装置等。14．简述轨道交通通信传输系统的作用。答：用于传输调度命令、信号控制命令、信号设备状态信息、列车控制信息、列车位置信息、电力监控信息、环控设备信息、闭路电视显示信息、客服信息、票务统计信息、防灾报警监控信息、综合监控信息等。15．简述程控交换设备的功能。答：程控交换设备是计算机控制的程序交换机，由程序软件实行电路的续接、信息交换及网络接口选择、转接，进行设备运行管理、维护、控制功能等。16．简述轨道交通系统中的电话分布，并画出分布图。答：城市轨道交通电话系统包括专用电话网和公务电话网,专用电话网络用于完成轨道交通系统的内部的行车指挥调度、环控调度、防灾指挥调度、设备运用和维护调度、分布在控制中心各调度工作站的地方；车站行车管理、客运管理、设备维护联系等电话分布在车站车控室、站长室、客服值班室、以及各维修工种办公场所等；公务电话实现城市轨道交通系统内部与社会外界的通信联络，设置在对外联络的办公场所等。17．轨道交通系统中闭路电视设备是如何分布的？答：车站闭路电视设备主要有站厅、站台摄像机，监视器和控制键盘，视频交换机柜及测试监视器和控制盘等，整个系统由各个车站的车站闭路电视设备、控制中心闭路电视设备及其传输设备组成。18．简述轨道交通系统中广播设备的作用。答：为调度中心、车站、车厂及列车等提供工作广播、信息导向服务，以便在正常作业或在非常情况下的事务处理和为事故救援提供必要的帮助。19．轨道交通系统中的无线通信设备包括哪几部分？答：列车调度无线通信、紧急无线通信、调度无线通信、地铁公安无线通信、消防无线通信。20．简述轨道交通系统中时钟设备的作用。答：轨道交通时钟分为中心母钟、车站二组母钟、子钟等，中心一级母钟的作用：接收GPS标准时间信号、CCTV标准时间信号，将自身的时间精度与标准信号同步，中心母钟通过传输通道向车站二级母钟传送，统一校准二级母钟，并将同步信号通过接口送与监测控制系统，为其他子系统提供时间信号；车站二级母钟的作用：接收中心母钟的标准时间码信号，与一级母钟同步并产生时间输出驱动信号，驱动车站所有子钟，回馈二级母钟及子钟工作信息；子钟的作用：接收二级母钟的时间驱动脉冲信号，显示时间信息，向二级母钟反馈状态信息。项目四城市轨道交通客运设备【思考与练习】1.AFC系统是由哪几部分组成的？线路AFC系统由哪几部分组成？答:AFC系统涉及路网业务、线路业务、车站处理、终端处理和车站媒介等方面的内容。根据业务和应用，自动售检票系统的架构一般包括五个层次：第五层是路网层，第四层是线路层，第三层是车站层，第二层是终端层，第一层是车票层。线路AFC系统即线路中央计算机系统，由若干服务器、磁盘阵列、磁带机、工作站（系统管理工作站、数据管理工作站、网络通信管理工作站、参数下载工作站、票卡管理工作站、设备监控工作站、报表查询工作站、中央及远程维修工作站）、千兆交换机和路由器等局域网设备、打印机、不间断电源及编码机等组成。2.AFC系统各部分的主要功能是什么？答:（1）车票是乘客乘车的凭证。车票记载了乘客从购票开始，完成一次完整旅行所需要和产生的费用、时间、乘车区间等信息。（2）终端设备是轨道交通自动售检票系统面向乘客的操作应用设备，将自动根据票务处理规则对售、检车票进行处理，并生成和保存车票处理的结果及其他管理信息。（3）车站计算机系统的主要功能是负责采集本车站范围内的售检票交易数据、设备状态数据和其他运营数据，监视终端设备的运行状态，根据需要向单个或者一组终端设备下达运营参数和设备控制指令。车站控制系统的业务功能包括：票务管理、收益管理、设备管理、设备控制、运营参数下载。（4）线路中央计算机系统的主要功能是负责采集全线路的售检票数据、设备状态数据和其他运营数据、监视全线路的运行状态，根据需要向一个或者多个车站、单个或者一组终端设备下达运营参数和设备控制指令。（5）清分系统即综合中央计算机系统。其主要功能是统一城市轨道交通自动售检票系统内部的各种运行参数、收集城市轨道交通自动售价票系统单程票产生的交易和审计数据并进行数据清分和对账，负责单程票的初始化和调配，应急票的制作、进行线路之间的票款清分和客流统计，进行数据挖掘，并辅助各业务部门进行分析决策，同时负责城市轨道交通自动售检票系统与城市一卡通清算系统之间的对账、清分和结算等。3.AFC系统车站计算机系统由哪些主要设备构成？答:车站计算机系统，由车站操作员控制计算机（SOC）和车站网络计算机（SNC）、监视器、紧急控制系统、网络系统及不间断稳压电源系统所组成。4.AFC系统车站终端设备有哪些？其布置位置在哪里？答:自动售检票系统中的终端设备根据用途可分为：分拣编码机、自动检票机、自动售票机、半自动售/补票机、自动加值机、便携式验票机和车票读写器等。分拣编码机用于对车票进行批量的编码和分拣处理，通常安装在票务中心，根据需要可以安装在车站票务室；自动检票机安装于车站付费区与非付费区的交界处；自动售票机、半自动售/补票机、自动加值机安装在车站非付费区。5.简单叙述AFC系统是如何进行票务管理的，其运行模式是怎样的？答:AFC系统的票务管理采取五级制分层运行模式，分别为路网层、线路层、车站层、终端层和车票层。路网层即清分系统，负责收集城市轨道交通自动售价票系统单程票产生的交易和审计数据并进行数据清分和对账，负责单程票的初始化和调配，应急票的制作、进行线路之间的票款清分工作；线路层即线路中央计算机系统，负责将需要清分的信息上传给清分系统，接收清分系统下传的清分数据、黑名单、费率表等数据。实现本线路自动售检票（AFC）系统数据的集中采集、统计及管理；车站层即车站计算机系统，负责采集和储存车站终端设备的车票交易数据、寄存器数据、状态数据、收益管理数据及维护管理数据等，并上传给线路中央计算机系统；终端层即车站终端设备，包括分拣编码机、自动检票机、自动售票机、半自动售/补票机、自动加值机、便携式验票机和车票读写器等，负责车票的发售、检查、充值等功能；车票层即车票，是乘客乘车的凭证，记载了乘客从购票开始，完成一次完整旅行所需要和产生的费用、时间、乘车区间等信息。6.自动扶梯主要由哪几部分组成？答:自动扶梯主要设备包括桁架、梯级、裙板、扶栏、驱动链、梯级链、减速机、电动机、主驱动轴、梯级链张紧装置、导轨、扶手带驱动装置、扶手带、梳齿板、控制系统、安全装置等。7.组成屏蔽门系统的设备有哪些？答:屏蔽门系统由机械和电器两部分组成；机械部分包括门体结构和门机系统，电气部分包括电源系统和控制系统。8.屏蔽门控制系统的主要功能有那些？答:安装屏蔽门系统，不仅可以防止乘客跌落或跳下轨道而发生危险，还可消除活塞风对站台乘客的影响，提高乘客候车舒适度，让乘客安全、舒适地乘坐地铁。而且屏蔽门系统作为一种高科技产品所具有的节能、环保和安全功能，减少了站台区与轨行区之间冷热气流的交换，降低了环控系统的运营能耗，从而节约了运营成本。9.屏蔽门系统有哪几种控制模式?答:屏蔽门系统的控制模式一般有系统级、站台级、人工操作（或称手动操作）3种正常控制模式。系统级控制执行信号系统命令模式；站台级控制执行站台操作盘发出的命令模式；手动操作即站台工作人员在站台侧用专用钥匙解锁或由乘客在轨道侧使用解锁装置打开活动门。项目五城市轨道交通消防与环控系统【思考与练习】1．简述城市轨道交通防灾报警系统构成。答：城市轨道交通消防系统包括火灾报警系统（FireAlarmSystem，简称FAS），FAS系统由中央级设备、车站级设备及连接网络和现场级设备构成。OCC控制中心一般配置两台监控全线FAS系统的图形控制计算机和一台火灾报警控制主机。2．简述城市轨道交通FAS系统的车站级设备种类及作用。答：车站FAS设备主要有FAS主机操作盘、图形监视计算机、FAS联动控制盘，设备集中在车站控制室。地下车站还配有气灭主机、RP操作盘，气瓶间等设备；地面或高架车站只配有消防水泵及消火栓等手动灭火装置。车站级设备实现车站范围内火灾的监视、报警、控制以及其他系统的联动功能。车站级火灾监控与报警控制器随时监控和接受各探测点的报警信号，可发出声光报警信号，并能自动或手动执行对有关消防设施的联动控制。模拟图形显示终端按照车站建筑平面分级、分区显示本站系统的详细信息，并能够实时打印输出各种有关数据报告。视频传输系统在车站站台、站厅等公共场所安装全方位的监视器，实时收集站内的视频信息，并反映到值班室的闭路电视监控器上，由值班人员进行监控和处理。3．例举城市轨道交通FAS系统的现场级设备种类及作用。答：FAS系统的现场级设备，如火灾传感器用于对站内设备用房、站厅、站台旅客公共区等进行火灾自动探测。手动报警器安装于在站内旅客公共区、设备用房区域及列车上，以便现场人员及时通报火灾。感温电缆用于对站台层变电所下的电缆夹层，实施火灾自动探测报警。在站内旅客的公共区以及设备用房区域设置的消火栓箱上，以及区间隧道和站内轨道外侧所设的消火栓箱上，配置有紧急电话插孔。当发生火灾时，在检测区域内的火灾报警器上发出报警信号。4．简述城市轨道交通隧道通风系统的组成及作用。答：城市轨道交通隧道通风系统包括区间隧道通风系统和车站隧道通风系统两部分。常见的通风方式有自然送排风、机械送排风、机械送风自然排风等方式。（1）区间隧道通风系统：由车站两端端头井内设置的事故／冷却风机与两边隧道相接的活塞风井、隔断风门、旁通风门等组成。（2）车站隧道通风系统：主要由轨道排风机、电动风阀和防火阀、风道等设备组成。地下车站所用的风机型式根据车站环控系统的特性和地下工程的特定条件来决定。一般地下车站环控系统具有通风量大、风压低的特点。车站通风系统日常运营给乘客和设备提供舒适及适宜的环境,确保乘客的安全；事故及灾害情况下进行通风、排烟、排毒、排热，起到生命保障及辅助灭火的作用。5．简述城市轨道交通车站空调系统的组成及作用。答：车站空调系统主要由公共区空调系统、设备及管理用房空调系统、空调冷源及水系统组成。主要设备包括空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备等。公共区空调系统（大系统）功能是为保证车站公共区的空气环境，满足乘客与工作人员的舒适性要求。设备及管理用房空调系统(小系统)功能是为保证工作人员的空气环境舒适性要求和设备正常运转所需的空气环境条件。空调冷源及水系统为空调系统提供空调用冷冻水，满足冷却空气的需要。6．什么是气体自动灭火系统？简述气体自动灭火系统的使用操作要点。答：自动灭火系统是在火警控制器的控制下启动水幕、水喷淋系统或自动喷射高效灭火剂。气体自动灭火系统一般安装在车站的重要设备用房，如车站的通信机械室、信号机械室、降压站、牵引变电所、电器设备室等场所。火情发生后，一般首先火灾探测器报警（感烟、感温探测器），信号到达控制盘，经CPU处理、分析后，输出延时信号与DC24V动作信号，关闭放火阀，启动瓶头阀。7．试分析空调系统的种类和工作特点。答：车站空调系统主要由公共区空调系统、设备及管理用房空调系统、空调冷源及水系统组成。主要设备包括空气处理设备、空气输送设备和空气分配设备等。车站空调系统分集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统三类。（1）集中式空调系统又称中央空调，它将所有空气处理设备及通风机、水泵的功能设备集中在空调机房内，经处理后的空气，经风道输送到各空调房间或空间。集中式空调系统按照处理的空气来源又分为封闭式空调系统、直流式空调系统和新回风混合式空调系统。（2）半集中式空调系统除了设有集中在空调机房内的空气处理设备用来处理部分空气外，还有分散在被调房间内的空气处理设备，以使对部分房间或空间的空气进行就地处理或对来自集中处理设备的空气再进行补充处理，以满足不同区域对送风状态不同要求。（3）分散式空调系统将空气处理设备全部分散在被调房间或空间，空调机组把空气处理设备、风机以及冷热源、控制装置都集中在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。8．简述空调水系统的结构组成。答：空调水系统主要包括冷水机组、冷水泵、冷却泵、膨胀水箱、二通调节阀、设备之间的连接管线和一些阀门等。较大规模的空调水系统宜设置分水器和集水器；冷水机组、水泵等设备的入口处安装过滤器或除垢器，空调水系统设置压力表和温度计等传感器。项目六新型城市轨道交通简介1.什么是单轨交通？简述单轨交通的发展情况。答：单轨交通（MonorailTransit），又称独轨铁路，是一种把单轨辅设在高架桥上的新型铁路，简称单轨或独轨。单轨交通的发展情况：单轨交通的发展，若按其牵引动力的不同可分为萌芽、蒸汽动力和电力驱动三个不同发展阶段。（1）萌芽时期1821年，英国人亨利·帕尔默(HenryPalmer)就开发了独轨铁路，在英国登记并获得发明权。亨利·帕尔默的用马牵拉的木制轨道跨座式单轨于1824年在伦敦码头建成使用，这是世界上最早用于运送货物的单轨线路。一年后，又在跨越杰逊特湿地到里尔河修建了一条运砖的单轨线路，牵引全靠马拉，是单轨交通的萌芽时期。（2）蒸汽动力时期1814年，英国史蒂芬孙发明了蒸汽机车。十九世纪七十年代末，蒸汽机在单轨方面开始试用，促进了单轨交通的发展。但真正应用于单轨作客货混合运输交通的是在1888年，由法国人查尔·拉里格设计，并在爱尔兰利斯特维尔建造的15.3km跨座式单轨。真正进入蒸汽动力时期。（3）电力驱动时期1898年，在比利时布鲁赛尔博览会上展出了电动力单轨车，这是最早使用电力牵引的单轨车。随后，法国人奥根·兰根在德国乌帕塔尔的巴门至埃尔伯费尔德之间，设计并建成了长13.3km的悬挂式单轨线路。真正进入电力驱动时期。2.单轨交通有哪些特点？答：单轨交通与城市其它公共交通系统相比以下特点：

1.优点：（1）占地面积少，空间轨道结构宽度小（2）速度快，运量大

（3）能适应陡坡急弯，便于在城市内选定线路（4）施工简便，工程造价低

（5）运营费用低

（6）安全、舒适，不与其它交通干扰

（7）噪音低、无废气，有利保持清洁安静的城市环境

（8）无电磁波干扰（9）遮挡日光照射小

2.缺点：（1）能耗大（2）有粉尘污染（3）落下物会影响道路